一种矿用隔爆型三相稳压变压装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种矿用隔爆型三相稳压变压装置及方法，包括整流电路、直流母线电容、制动电路、逆变电路、滤波器、补偿变压器、电压检测电路、温度检测电路、电流检测电路、隔离放大电路、微控制单元、操作面板等。该装置的有益效果是可以应用在矿井下潮湿、充满爆炸性混合气体的工作环境中，解决了矿井供电网络相电压幅值偏离额定值以及三个相电压幅值不对称的问题，并且具有体积小、重量轻、响应速度快、调节平滑、补偿范围宽、稳压精度高、界面友好、保护全面等特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括整流电路、直流母线电容、制动电路、逆变电路、滤波器、补偿变压器、电压检测电路、温度检测电路、电流检测电路、隔离放大电路、微控制单元、操作面板等。该装置的有益效果是可以应用在矿井下潮湿、充满爆炸性混合气体的工作环境中，解决了矿井供电网络相电压幅值偏离额定值以及三个相电压幅值不对称的问题，并且具有体积小、重量轻、响应速度快、调节平滑、补偿范围宽、稳压精度高、界面友好、保护全面等特点。【专利说明】—种矿用隔爆型三相稳压变压装置及方法
本专利技术涉及一种稳压变压装置及方法，具体涉及。
技术介绍
矿井供电系统普遍存在欠压、过压、电压幅值瞬时跌落、尖峰干扰等电能质量问题，严重影响井下用电设备的工作性能。机械式补偿稳压器具有较好的稳压精度，但由于使用机械结构调整调压器的触头，响应慢，可靠性差，寿命短，维护工作量大，更换碳刷需要将稳压器和负载断电，同时调压器的碳刷是三相同步动作的，无法解决三相电压不平衡的问题。无触点式补偿稳压器使用半导体开关作为调压器抽头的切换方式，响应速度大大提高，但由于抽头位置固定，补偿电压只能分级调整，降低了稳压器的输出精度。专利号为“CN102957150A”的专利技术专利公开了“一种单相交流补偿式稳压器”，涉及一种单相交流补偿式稳压器，在补偿变压器和负载之间的相线上串联叠加补偿变压器，通过叠加补偿电压来完成小范围的电压调整，可以大幅度减少碳刷的磨损，甚至减少一半以上的碳刷移动次数。专利号为“CN103066918A”的专利技术专利公开了“一种三相稳压器”，涉及一种三相稳压器，其特征是在机械式补偿稳压器的输出端与负载之间通过三相平衡装置连接，所述的三相平衡装置包括三个完全相同的单相变压器，每个单相变压器有一个初级线圈和三个次级线圈，三相平衡装置的每一相输出电压均包含了三相输入电压的方向及大小因素，原本不平衡的三个输入电压，经过三相平衡装置后，输出电压趋向平衡。以上两个专利技术专利针对机械式补偿稳压器碳刷易磨损、不能解决三相电压不平衡的缺陷分别给出改进方案，但是不能从根本上解决问题。专利号为“CN201266329Y”的技术专利公开了“补偿式交流稳压器”，涉及一种补偿式交流稳压器，根据输出电压的变化，由电压检测单元采样，检测并输出信号，再由通断控制单元根据电压检测信号分别控制可控硅的通断，从而达到根据外界电压的变化量自动调整补偿电压量，达到稳定输出电压的目的。该技术专利通过可控开关器件控制调压器抽头的通断，提高了调压器的响应速度，但是仍然存在补偿电压只能分级调节，输出电压稳压精度不高，两只可控硅之间可能瞬间短路等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了，该装置及方法可以精确的实现三相交流电压的稳压。为达到上述目的，本专利技术所述的矿用隔爆型三相稳压变压装置包括隔爆外壳，隔爆外壳内设有控制器、输入接口、整流电路、直流母线电容，U相逆变电路、V相逆变电路、W相逆变电路、U相滤波器、V相滤波器、W相滤波器、第一补偿变压器、第二补偿变压器、第三补偿变压器及输出接口，输入接口的LI端、L2端及L3端均与整流电路的输入端相连接，整流电路I的输出端与U相逆变电路的输入端、V相逆变电路的输入端及W相逆变电路的输入端相连接，U相逆变电路的输出端与U相滤波器的输入端相连接，V相逆变电路的输出端与V相滤波器的输入端相连接，W相逆变电路的输出端与W相滤波器的输入端相连接，U相滤波器的输出端与第一补偿变压器的初级线圈相连接，V相滤波器的输出端与第二补偿变压器的初级线圈相连接，W相滤波器的输出端与第三补偿变压器的初级线圈相连接，第一补偿变压器上次级线圈的一端与输入接口上的LI端相连接，另一端与输出接口的U端相连接；第二补偿变压器上次级线圈的一端与输入接口上的L2端相连接，另一端与输出接口的V端相连接；第三补偿变压器上次级线圈的一端与输入接口的L3端相连接，另一端与输出接口的W端相连接，直流母线电容与整流电路的输出端并联连接；所述控制器包括操作面板、微控制单元、电压检测电路及隔离放大电路，电压检测电路的输入端分别与输入接口及输出接口相连接，电压检测电路的输出端与微控制单元的输入端相连接，微控制单元的输出端与隔离放大电路的输入端相连接，隔离放大电路的输出端分别与U相逆变电路的控制端、V相逆变电路的控制端及W相逆变电路的控制端相连接，操作面板与微控制单元相连接。还包括制动电路，制动电路的输入端整流电路的输出端相连接，制动电路的输出端分别与U相逆变电路的输入端、V相逆变电路的输入端及W相逆变电路的输入端相连接，直流母线电容的两端与电压检测电路相连接，制动电路的控制端与隔离放大电路的输出端相连接。所述U相滤波器、V相滤波器及W相滤波器均由电感及电容并联组成，其中，电感为通过高频铁芯制成的高频滤波电感，电容为无极性电容，U相滤波器的截止频率、V相滤波器的截止频率及W相滤波器的截止频率均为300Hz。还包括电流检测电路以及用于检测U相逆变电路内功率模块温度、V相逆变电路内功率模块温度以及W相逆变电路内功率模块温度的温度检测电路，电流检测电路的输入端与输出接口相连接，电流检测电路的输出端与微控制单元的输入端相连接。所述操作面板与微控制单元通过CAN总线或SCI总线相连接。所述第一补偿变压器上初级绕组与次级绕组的匝数之比等于第二补偿变压器上初级绕组与次级绕组的匝数之比以及第三补偿变压器上初级绕组与次级绕组的匝数之比。所述隔爆外壳由钢板焊接而成。相应的，本专利技术还提供了一种矿用隔爆型三相稳压变压方法，包括以下步骤: I)三相交流电压经输入接口输入到整流电路中，整流电路将所述三相交流电压转换为脉动的直流电压，脉动的直流电压经直流母线电容滤除脉动分量后转换为标准的直流电压，并将所述标准的直流电压分别输入到U相逆变电路、V相逆变电路及W相逆变电路中，U相逆变电路根据SPWM调制控制方法将标准的直流电压转换为第一高频PWM电压，所述第一高频PWM电压经U相滤波器滤波后输入到第一补偿变压器的初级线圈中，第一补偿变压器上次级线圈产生的补偿电压与输入接口上LI端的交流电压叠加后经输出接口的U端输出；￥相逆变电路根据SPWM调制控制方法将标准的直流电压转换为第二高频PWM电压，所述第二高频PWM电压经V相滤波器滤波后输入到第二补偿变压器的初级线圈中，第二补偿变压器上次级线圈产生的补偿电压与输入接口上L2端的交流电压叠加后经输出接口的V端输出1相逆变电路根据SPWM调制方法将标准的直流电压转换为第三高频PWM电压，所述第三高频PWM电压经W相滤波器滤波后输入到第三补偿变压器的初级线圈中，第三补偿变压器上次级线圈上产生的补偿电压与输入接口上L3端的交流电压叠加后经输出接口的W端输出；2)电压检测电路分别检测输入接口上LI端的第一电压信息、L2端的第二电压信息、L3端的第三电压信息以及输出接口上U端的第四电压信息、V端的第五电压信息及W端的第六电压信息，然后将所述第一电压信息、第二电压信息、第三电压信息、第四电压信息、第五电压信息及第六电压信息输入到微控制单元中，微控制单元根据所述第一电压信息判断输入接口上LI端的电压值是否小于LI端预设的最小额定电压值以及是否大于LI端预设的最大额定电压值，当输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用隔爆型三相稳压变压装置，其特征在于，包括隔爆外壳，隔爆外壳内设有控制器、输入接口、整流电路(1)、直流母线电容，U相逆变电路(3)、V相逆变电路(4)、W相逆变电路(5)、U相滤波器(6)、V相滤波器(7)、W相滤波器(8)、第一补偿变压器(9)、第二补偿变压器(10)、第三补偿变压器(11)及输出接口，输入接口的L1端、L2端及L3端均与整流电路(1)的输入端相连接，整流电路(1)的输出端与U相逆变电路(3)的输入端、V相逆变电路(4)的输入端及W相逆变电路(5)的输入端相连接，U相逆变电路(3)的输出端与U相滤波器(6)的输入端相连接，V相逆变电路(4)的输出端与V相滤波器(7)的输入端相连接，W相逆变电路(5)的输出端与W相滤波器(8)的输入端相连接，U相滤波器(6)的输出端与第一补偿变压器(9)的初级线圈相连接，V相滤波器(7)的输出端与第二补偿变压器(10)的初级线圈相连接，W相滤波器(8)的输出端与第三补偿变压器(11)的初级线圈相连接，第一补偿变压器(9)上次级线圈的一端与输入接口上的L1端相连接，另一端与输出接口的U端相连接；第二补偿变压器(10)上次级线圈的一端与输入接口上的L2端相连接，另一端与输出接口的V端相连接；第三补偿变压器(11)上次级线圈的一端与输入接口的L3端相连接，另一端与输出接口的W端相连接，直流母线电容与整流电路(1)的输出端并联连接；所述控制器包括操作面板(12)、微控制单元(13)、电压检测电路(14)及隔离放大电路(15)，电压检测电路(14)的输入端分别与输入接口及输出接口相连接，电压检测电路(14)的输出端与微控制单元(13)的输入端相连接，微控制单元(13)的输出端与隔离放大电路(15)的输入端相连接，隔离放大电路(15)的输出端分别与U相逆变电路(3)的控制端、V相逆变电路(4)的控制端及W相逆变电路(5)的控制端相连接，操作面板(12)与微控制单元(13)相连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王青山，杜锦华，梁得亮，董跃进，
申请(专利权)人：西安交通大学，山东容力达矿用电器设备有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61